ДРУГЕ ПОЧАТОК ТЕРМОДИНАМІКИ - це
-один із осн. законівтермодинаміки,встановлює незворотність реальних термодинамічних. процесів. Ст н. т. сформульовано як закон природи H. Л. С. Карно (N. L. S. Carnot) у 1824, P. Клаузіусом (R. Clausius) у 1850 та У. Томсоном (Кельвіном) (W. Thomson, Kelvin) у 1851 у різних, але еквівалентних формулюваннях. Ст н. т. у формулюванні Клаузіуса стверджує, що процес, при якому не відбувається ніяких змін, крім передачі тепла від гарячого тіла до холодного, незворотний, тобто теплота не може мимоволі переходити від холоднішого тіла до гарячішого (принцип Клаузіуса) . Згідно з формулюванням Томсона, процес, при якому робота переходить у тепло без к.-л. інших змін стану системи, незворотний, т. е. неможливо повністю перетворити на роботу все тепло, взяте від тіла, не виробляючи жодних ін. змін стану системи (принцип Tомсона). Принцип Томсона еквівалентний твердженню про неможливістьвічного двигуна2-го роду. Ст н. т. можна сформулювати також у вигляді принципу Каратеодорі: поблизу будь-якого стану термодинаміч. рівноваги і скільки завгодно близько до нього існує стан, в якому не можна потрапити за допомогою адіабатич. процесу.
З неможливості вічного двигуна 2-го роду випливаєКарно теоремапро те, що ккд будь-якого теплового двигуна не перевищує ккдКарно циклу., який визначається тільки темп-рой нагрівачаT1 іхолодильникаT2.На підставі теореми Карно вдається побудувати абс. шкалу темп-р (шкалу Кельвіна, див.Абсолютна температура).
Розглядаючи цикліч. процес, при якому система отримує (або від неї віднімають) малі кол-ва теплоти dQпри абс. темп-реT,можна сформулювати Ст н. т. у виглядіКлаузіусанерівності
інтеграл береться за замкненим циклом; якщо тепло забирають, то вважається, що . Знак рівності відноситься до оборотних процесів (рівність Клаузіуса). Клаузіус встановив нерівність (1), розглядаючи цикліч. процес як межа суми значної частини елементарних циклів Карно.
З рівності Клаузіуса слід, що з рівноважного процесу є повний диференціал ф-ции стануS,зв.ентропією.Якщо врахуватиперший початок термодинаміки,згідно до-рому
(U -внутр. енергія,P- тиск,V- об'єм), то з Ст н. т. слід, що існує інтегруючий множникT -1 ,який робить вираз (2) повним диференціалом . Тому Ст і. т. можна сформулювати як нерівності. Нерівність Клаузіуса можна записати слідом. вигляді: (знак рівності відповідає оборотним процесам). Ця нерівність - інше, інтегральне формулювання Ст н. т. З нього випливає, що для адіабатично ізолюють. системи при незворотних процесах ентропія зростає, а за оборотних - залишається незмінною.
Др. еквівалентні формулювання Ст н. т. можна отримати за допомогою будь-якоготермодинамічного потенціалу.Напр., дляГельмгольця енергії(вільної енергії) отримаємо.
При виборі як термодинамічні. потенціалуГіббса енергіїотримаємо
У Кінетіч. теорії газів Ст н. т. є наслідкомБол'цмана Н-теореми,т. до.Н-функція Больцмана, яка визначається через пор. логарифм ф-ції розподілу атомів, пропорційна ентропії ідеального газу. Тому спад ентропії має не абсолютний, а імовірнісний характер.
У статистич. фізики з'ясовується фіз. сенс ентропії, пов'язаної з термодинамічною логарифмомймовірностіWспіввідношенням Больцмана. Термодинамічні. ймовірність визначається статистич. вагою макроскопіч. стану. Зростання ентропії означає перехід системи з менш імовірного стану більш імовірне.
У термодинаміці нерівноважних процесів Ст н. т. виявляється наслідком позитивності виробництва ентропії (тобто швидкості її зростання), яке є позитивно певною квадратичною формою від термодинамічних. сил, що характеризують відхилення системи стану термодинамич. рівноваги. T. о., нерівноважна термодинаміка дає кількісну характеристику Ст н. т.
У статистич. фізиці встановлюють межі застосування Ст н. т. пов'язані з існуванням флуктуації ентропії. Висновок про «теплову смерть» Всесвіту, який іноді роблять на основі застосування до неї Ст н. т. як до замкнутої термодинаміч. системі, що не є правомірним. Помилкові спроби спростувати цей висновок, враховуючи можливість флуктуації, як це було зроблено Л. Больцманом (L. Boltzmann). Річ у тім, що у еволюції Всесвіту істот. роль грає тяжіння, яке не бралося до уваги.
Лит.див. при ст.Термодинаміка. Д. H. Зубарєв.